«Дредноуты» и «крупповские пушки»


( Голосов: 1 ) 

А теперь зададимся вопросом: зачем понадобились ухищрения, связанные с получением ферросплавов, если раньше получали железо и сталь без них?! Марганец и кремний были необходимы, в первую очередь, для раскисления литой стали.

Причём они использовались как при выплавке бессемеровской и томасовской стали, так и мартеновской «спокойной» (плотной) стали. Необходимость применения прочих ферросплавов была обусловлена двумя факторами – потребностью стремительно развивающейся промышленности в материалах с особыми свойствами и начавшейся после Крымской войны гонкой вооружений – «спором брони и снаряда».

К концу первой четверти XIX в. было изучено влияние на свойства стали большинства используемых поныне легирующих элементов. Однако практическое применение этих знаний ограничивалось тем, что использовать их можно было только при производстве стали в тиглях небольшого объёма (а предварительно их самих надо было произвести в тех же тиглях), что, безусловно, делало процесс производства особенно крупных изделий неэффективным как с технологической, так и с экономической точки зрения.

Ситуация изменилась во второй половине XIX в., когда благодаря разработкам Бессемера (конвертер с кислой футеровкой), Томаса (конвертер с основной футеровкой), Сименсов (регенеративная печь) и Мартенов (использование регенеративной печи для выплавки стали) стало возможно производить литую сталь в больших объёмах.

В 1864 г. Роберт Мюшет ввёл в сталь как легирующую добавку около 5 % вольфрама. Сталь, вошедшая в историю металлургии под названием «самокал Мюшета», могла выдерживать красное каление, не только сохраняя, но и увеличивая свою твёрдость, т.е. обладала свойством «самозакалки». Резцы, изготовленные из «самокала Мюшета», позволили в 1,5 раза повысить скорость резания (с 5 до 7,5 м/мин.). В дальнейшем содержание вольфрама в стали и соответственно скорость резания непрерывно возрастали. В 1907 г. был разработан стеллит – сплав вольфрама, хрома и кобальта с небольшим содержанием железа, который дал возможность повысить скорость резания до 45 м/мин.

Вехой в истории использования марганца стал 1882 г., когда английский металлург Роберт Гадфильд (Robert Abbot Hadfield) выплавил сталь с высоким содержанием этого элемента (точнее, он был владельцем предприятия, где проводилась эта работа). «Сталь Гадфильда», содержащая 11-14 % марганца и около 1 % углерода, обладала повышенной стойкостью к ударам и истиранию и использовалась для производства сейфов, решёток, стрелочных переводов, в дробилках Блэка, шаровых мельницах и других механизмах, работавших с высокими ударными нагрузками.

Однако наиболее широкое применение легирование нашло в военной промышленности. История брони из углеродистой стали закончилась в 1889 г., когда Шнейдер впервые использовал никель при производстве стальной брони. Количество никеля в первых образцах менялось от 2 до 5 %, но, в конце концов, установилось на уровне 4 %.

Никель имеет свойство сильно повышать вязкость стали. При одинаковых ударных нагрузках броневые плиты из никелевой стали не растрескиваются и не отслаиваются осколками, как это бывает с чисто углеродистой сталью. Кроме того, никель облегчает термообработку – при закалке никелевая сталь меньше коробится. Таким образом, вслед за марганцем был «пристроен» и никель, а вслед за ним и хром.

Если добавление никеля увеличивает вязкость стали и позволяет при соответствующей обработке получать волокнистую структуру, то хром ещё более увеличивает твёрдость, обеспечиваемую углеродом, не увеличивая при этом хрупкость. Хром также делает сталь особенно чувствительной к термообработке, что облегчает финишную закалку.

Ковка броневой плиты с помощью парового молота, США, начало XXв.

Первый патент на хромистую сталь был выдан в 1865 г. Его масштабное применение началось в 80-х годах XIX в. (сначала для легирования небольших стальных отливок). Выяснилось, что полученный сплав при соответствующей термообработке, получает значительную твёрдость. Однако металлурги, несмотря на постоянные усилия, не могли получить большие слитки хромоникелевой стали и соответствующим образом обрабатывать их, пока в 1893 г. германский промышленник Крупп не решил эту проблему.

Не отставало от оборонительного вооружения и наступательное: германские инженеры заметили, что наличие в стали вольфрама существенно повышает стойкость орудийного ствола. Так, в годы I мировой войны лёгкие германские пушки выдерживали до 15 тыс. выстрелов, в то время как русские и французские орудия выходили из строя после 6-8 тыс. выстрелов.

Британский линейный корабль HMS «Dreadnought» на стапеле и в походе

Береговое орудие Круппа

Всё это привело к колоссальному росту объёмов производства стали, в первую очередь легированной для нужд военной промышленности – на рубеже веков термины «дредноут» и «крупповская пушка» стали нарицательными.

 

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

MetalSpace

Опубликовано MetalSpace

Адрес электронной почты: info@metalspace.ru
Предлагаем сотрудничество
  • Опубликуй свои произведения в электронной форме.
  • Размести научную статью или пресс-релизы на страницах нашего портала.

Оставь комментарий